L’importance de la prévalence des maladies cardio-vasculaires dans les pays industrialisés fait de l’amélioration de nos connaissances par rapport à leur physiopathologie, un des challenges les plus importants des années à venir. Même si les traitements actuels visent à une amélioration du pronostic, des études approfondies des multiples mécanismes inhérents à l’instauration de l’athérosclérose apportent de nouvelles pistes de cures.L’importance des low density lipoproteins (LDLs), et plus spécifiquement des LDLs oxydées par la myeloperoxydase (MPO) dans la mise en place de la pathologie, nous a poussé à investiguer leur rôle dans l’athérosclérose et en particulier la réponse des cellules endothéliales soumises à cet inducteur de dysfonction endothéliale.Nous avons voulu étudier l’importance des dérivés d’oméga-3 de type acide docosahexaénoïque (DHA) et plus particulièrement de la résolvine D1 (RvD1) récemment découverte comme étant un inducteur de résolution inflammatoire.Afin de pouvoir évaluer les modulations de la RvD1 et de ses précurseurs DHA et 17S-HDHA, nous avons mis au point une méthode de purification des matrices biologiques complexes, suivie d’une quantification par spectrométrie de masse couplée à la chromatographie liquide (LC/MS-MS).La littérature n’offrant que des méthodes difficilement reproductibles et aux résultats parfois discutables, nous avons opté pour une purification par extraction liquide/liquide qui a montré de très bons résultats lors de sa validation.Par l’utilisation de cette méthode, nous avons pu apprécier les effets de la MPO, et plus particulièrement des LDLs oxydées par la MPO sur les cellules endothéliales, dans l’induction d’une réponse pro-résolutive caractérisée par une augmentation de la RvD1. Cet effet favorable induit par la MPO a été comparé à un autre modèle d’oxydation des LDLs par le cuivre (Ox-LDLs), sans résultat, attestant par-là le caractère spécial des Mox-LDLs dans une initiation de résolution.Nous avons également mis en évidence un effet synergique de ces Mox-LDLs qui, une fois associées aux LDLs-natives, permettent une réponse physiologique plus forte avec des taux de RvD1 produits encore plus importants. Encore une fois, les Ox-LDLs semblent dépourvues d’effets.Par la mise en place d’autres tests, nous avons essayé de mettre en lumière le mécanisme permettant l’induction d’un processus pro-résolutif par la libération de RvD1. Nous avons donc testé différents inhibiteurs jugés intéressants ainsi que l’inhibition de différents récepteurs aux LDLs (natives et oxydées) exprimés au niveau des cellules endothéliales. Par l’analyse d’échantillons de plasma issus de souris d’âges différents, nous avons établi une corrélation négative entre l’âge de l’individu et le taux de RvD1 mesuré. Ceci exprime le fait que les défenses mises en place par l’organisme pour un retour plus rapide à l’homéostasie lors d’un processus inflammatoire ont tendance à s’amenuiser avec l’âge. De plus, l’analyse de plasmas de patients soumis à hémodialyse et comparés aux plasmas de volontaires sains nous a permis de mettre en évidence une corrélation négative entre le taux de RvD1 et le nombre de macrophages M1 chez les patients sous hémodialyse, ainsi qu’entre les taux de RvD1 et le ratio chloro-tyrosine/tyrosine chez les volontaires sains.Nous avons donc constaté que la MPO, bien qu’étant un inducteur important de dysfonction endothéliale par son rôle d’oxydation au niveau des LDLs, est aussi un inducteur d’une réponse physiologique favorable à une résolution du phénomène inflammatoire. De plus, les LDLs oxydées par la MPO semblent agir de manière synergique avec les LDLs-nat pour induire cette réponse pro-résolutive sous forme d’une augmentation accrue de résolvine D1. Ce métabolite actif du DHA a la capacité de réduire l’influx de neutrophiles au niveau de la plaque et de favoriser l’expression phénotypique M2 des macrophages, bien connus comme étant les macrophages de la résolution. / Doctorat en Sciences biomédicales et pharmaceutiques (Pharmacie) / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Le cerveau est très riche en acide docosahexaénoique (DHA, acide gras polyinsaturé (AGPI) n-3) et en acide arachidonique (AGPI n-6) qui sont de puissants immunomodulateurs. Ils pourraient être impliqués dans le contrôle de la neuroinflammation via leur conversion en dérivés lipidiques bioactifs. Dans ce contexte, notre objectif était de définir le rôle des médiateurs lipidiques dérivés des AGPI n-3 possédant des propriétés anti-inflammatoires et pro-résolutives dans la régulation de l’inflammation au niveau du cerveau. Nous avons d’abord caractérisé l’impact d’une modulation nutritionnelle en AGPI n-3 sur la composition lipidique cérébrale. Dans un modèle d’inflammation cérébrale, la consommation d’AGPI n-3 induit 1) une augmentation des métabolites lipidiques dérivés des AGPI n-3, 2) une diminution des métabolites lipidiques dérivés des AGPI n-6, et 3) une diminution de l’inflammation dans l’hippocampe. De plus, un apport en AGPI n-3 au cours de la période périnatale n’affecte pas la composition lipidique des cellules immunitaires du cerveau, les cellules microgliales. Ensuite, nous avons choisi une approche thérapeutique afin de démontrer in vitro dans un modèle de cellules microgliales que la RvD1, dérivée du DHA, en se fixant à son récepteur ALX/Fpr2, atténue l’inflammation via la régulation de la voie NFκB et de microARN. In vivo, l’injection i.c.v. de la RvD1 et du DHA atténue l’inflammation dans l’hippocampe par des processus différents. Les dérivés lipidiques bioactifs issus des AGPI n-3 pourraient être les médiateurs par lesquels les AGPI n-3 exercent leur effet bénéfique sur la régulation de l’inflammation au niveau du cerveau, la RvD1 étant fortement impliquée. / The brain is highly enriched in docosahexaenoic acid (DHA, n-3 polyunsaturated fatty acid, PUFA) and in arachidonic acid (n-6 PUFA) that are strong immunomodulators. They could be involved in the regulation of neuroinflammation through their conversion into bioactive lipid derivatives. Then, our objective was to define the role of n-3 PUFA derived lipid mediators that have anti-inflammatory and pro-resolutive properties in the regulation of brain inflammation. First, we characterized the impact of dietary n-3 PUFA modulation on brain lipid composition. In a central inflammatory model, n-3 PUFA intake induced 1) an increase in n-3 PUFA-derived lipid mediators, 2) a decrease in n-6 PUFA-derived lipid mediators, and 3) a decrease in inflammation in the hippocampus. Moreover, n-3 PUFA intake during the perinatal period did not affect lipid composition of brain immune microglial cells. Then, we chose a therapeutic approach to demonstrate in vitro in microglial cells that RvD1 derived from DHA, through the binding on its receptor ALX-Fpr2, attenuated inflammation via the regulation of NFκB pathway and microRNA expressions. In vivo, intracerebral injection of RvD1 and DHA reduced inflammation in the hippocampus by different pathways. Thus, the bioactive lipid derivatives from n-3 PUFA could be the mediators by which n-3 PUFA exert their beneficial effects on neuroinflammation, RvD1 playing a crucial role in this regulation.

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La mise en évidence du caractère actif de la phase de la résolution de l'inflammation a ouvert la porte à de nouveaux paradigmes thérapeutiques pour les maladies inflammatoires. Des paradigmes qui reposent sur l’utilisation de médiateurs actifs ayant le potentiel de promouvoir la résolution de l’inflammation. En d’autres termes, ces médiateurs régulent la réaction inflammatoire, initient la réparation tissulaire et conduisent au retour de l’homéostasie. Parmi ces médiateurs, la résolvine D1 (RvD1) présente des propriétés anti-inflammatoires et prorésolutives remarquables et ce, dans divers fonctions et tissus de l’organisme. Bien que les effets de la RvD1 aient été bien caractérisés par de nombreuses recherches, son rôle potentiel au niveau ostéoarticulaire demeure peu documenté. Dans cette étude, nous approfondissons les connaissances sur l’effet de la RvD1 dans la protection et la préservation de l’intégrité ostéoarticulaire, en étudiant sa capacité à réguler les principaux facteurs impliqués dans la physiopathologie articulaire. Dans un premier temps, nous avons démontré que la RvD1 est bien présente dans l’environnement articulaire et que ses niveaux sont plus élevés dans le liquide synovial des genoux arthrosiques par rapport aux genoux sains. Ces genoux sont obtenus d’un modèle d’arthrose chez le chien réalisé lors d’une étude antérieure. Par la suite, nous avons étudié ses effets sur les composantes cellulaires de l’articulation. Sur les chondrocytes arthrosiques humains, nous avons démontré que la RvD1 inhibe l’expression des médiateurs inflammatoires et cataboliques induits par l'IL-1β, à savoir la COX-2, la PGE2, l’iNOS, le NO et la MMP-13. L’étude des voies de signalisation a ensuite révélé que la RvD1 s’oppose à l'activation de NF-κB / p65, p38 / MAPK et JNK1 / 2, induite par l’IL-1β. En plus de ces remarquables effets, la RvD1 confère une protection contre l’apoptose cellulaire et le stress oxydatif induits par le HNE, tel que démontré par l'inactivation des caspases, l'inhibition de la libération de la LDH, l’augmentation des taux de la Bcl-2 et de l’AKT, ainsi que la stimulation du GSH. À côté des chondrocytes, la RvD1 a montré des effets puissants sur les ostéoclastes. En effet, elle inhibe la différenciation et l'activation des ostéoclastes tel que démontré par l’inhibition de l’expression de TRAP et de la cathepsine K. Elle réduit l’expression de TNF-α, de l’IL-1β, de l’IFN-γ, de la PGE2 et de RANKL, induite par le LPS et augmente celle de l’IL- 10. De plus, elle protège contre la résorption de la matrice d’hydroxyapatite ainsi que l’érosion ii de la matrice osseuse ex vivo, induites par le RANKL et le M-CSF. Enfin, l’étude des propriétés de la RvD1 dans un modèle d’arthrite chez la souris a révélé qu’elle réduit le score clinique, l'inflammation de la patte et la destruction des os et des articulations. De surcroit, elle inhibe les médiateurs inflammatoires et diminue significativement les marqueurs sériques du remodelage osseux et cartilagineux. Nos résultats sont très prometteurs et confirment le potentiel de la RvD1 dans la résolution de l’inflammation et le maintien de l’intégrité articulaires. Ils mettent ainsi en évidence sa pertinence clinique en tant qu’agent actif dans la prise en charge thérapeutique des maladies ostéoarticulaires. / The recognition of the proactive character of the resolution phase of inflammation has revealed alternative therapeutic paradigms for inflammatory conditions, based on the use of active mediators capable of promoting the resolution of inflammation. In other words, these mediators regulate the inflammatory response, initiate tissue repair and promote the return to homeostasis. Among them, resolvin D1 (RvD1) has remarkable anti-inflammatory and proresolutive properties. Although the effects of RvD1 have been well studied, its potential role in the osteoarticular tissues remains poorly documented. In this study, we expand our understanding of the potential of RvD1 in protecting and preserving joint integrity by studying its ability to regulate the major factors involved in the articular pathophysiology. First, we demonstrated that RvD1 is produced in the articular environment and that its levels are higher in the synovial fluid of osteoarthritic knees compared to healthy knees. The knees were obtained from an osteoarthritic dog model performed in a previous study. Therefore, we studied RvD1 actions on the cellular components of the joint. In human osteoarthritic chondrocytes, we demonstrated that RvD1 inhibits IL-1β-induced inflammatory and catabolic mediators, namely COX-2, PGE2, iNOS, NO, and MMP-13. This led to the study of signaling pathways, which revealed that RvD1 counter-regulates IL-1β-induced activation of NF-κB / p65, p38 / MAPK and JNK1 / 2. In addition, RvD1 confers a protection against cellular apoptosis and oxidative stress induced by HNE, as revealed by caspases inactivation, LDH inhibition, as well as increased levels of Bcl-2, AKT, and GSH. In addition to chondrocytes, RvD1 showed remarkable effects on osteoclasts. Indeed, it inhibits osteoclast differentiation and activation, as demonstrated by the inhibition of TRAP and cathepsin K expression. Moreover, it reduces LPSinduced TNF-α, IL-1β, IFN-γ, PGE2 as well as RANKL and concurrently increases IL-10 expression. Furthermore, it inhibits RANKL and M-CSF-induced hydroxyapatite matrix degradation and bone matrix erosion, ex vivo. Finally, the study of the properties of RvD1 in a mouse model of arthritis, revealed that it alleviates the clinical score, paw inflammation, as well as bone and joint destruction. Furthermore, it reduces the inflammatory mediators and significantly decreases serum markers of bone and cartilage remodeling. Our results are very promising and confirm the high potential of RvD1 in resolving inflammation and preserving joint integrity. They highlight its clinical relevance as a therapeutic agent for the management of osteoarticular diseases.